對(duì)山東省濰坊市養(yǎng)蠶戶秦大明來說，前段時(shí)間遇到了頭疼事：冬季養(yǎng)蠶，在解決飼料和溫度問題之后，蠶砂即蠶糞該如何進(jìn)行高值化利用？可喜的是，在相關(guān)技術(shù)的加持下，這個(gè)問題得到了解決。
1月6日，科技日?qǐng)?bào)記者見到濰坊學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院副教授王瑞時(shí)，他正在實(shí)驗(yàn)室里忙活著。他的研究課題——“蠶砂高值化利用關(guān)鍵技術(shù)及功能性產(chǎn)品研發(fā)”正處于關(guān)鍵期。“通過我們的技術(shù)，廢棄蠶砂可以變身成為八個(gè)高附加值的新產(chǎn)品。”王瑞告訴記者。
蠶砂渾身都是寶
多年來，王瑞深耕于蠶砂的高值化利用領(lǐng)域。在一般人看來，蠶砂是養(yǎng)蠶的副產(chǎn)品，是廢棄物。但在王瑞看來，蠶砂不是垃圾，而是放錯(cuò)了地方的資源。
“從實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果來看，蠶砂蘊(yùn)含多種極具醫(yī)用價(jià)值的成分，如葉綠素、類胡蘿卜素、植物醇、茄尼醇、三十烷醇、果膠、葉蛋白等。”王瑞說，蠶砂風(fēng)干后甚至有藥用價(jià)值，可直接作為中草藥配劑。
在濰坊學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，王瑞團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一系列蠶砂高值化利用產(chǎn)品擺放于各式各樣的瓶罐之中，琳瑯滿目。其中不乏植物醇相關(guān)產(chǎn)品。植物醇因其顯著的抗菌、調(diào)節(jié)血脂、抗氧化、抗炎以及防曬護(hù)膚等功效而備受關(guān)注。
“蠶砂首先經(jīng)過乙醇多級(jí)逆流提取，可獲得葉綠素粗提物；隨后，利用堿性溶液對(duì)葉綠素粗提物進(jìn)行皂化處理，并通過低級(jí)性溶劑萃取得到非皂化物；采用柱層析分離技術(shù)對(duì)該部位進(jìn)行分級(jí)預(yù)處理后，合并富含植物醇的組分；最后再通過連續(xù)分子蒸餾技術(shù)實(shí)現(xiàn)植物醇的高純度提煉。”王瑞說，這是高純度植物醇的精制全過程。
此外，提取蠶砂中的茄尼醇也是王瑞團(tuán)隊(duì)研究的方向之一。
從蠶砂中提取葉綠素的過程中，往往會(huì)產(chǎn)生非皂化物。團(tuán)隊(duì)利用柱層析分離富集茄尼醇組分后，再采用制備液相色譜分離技術(shù)和重結(jié)晶等手段，制備高純度茄尼醇。據(jù)了解，茄尼醇是一種蠟狀白色固體，是合成輔酶Q10、維生素K2等暢銷原料藥的主要中間體。
“盡管我國是全球茄尼醇生產(chǎn)能力較強(qiáng)的國家之一，但輔酶Q10的產(chǎn)量卻極為有限。”王瑞說，許多國家大量從我國進(jìn)口茄尼醇粗品，加工成輔酶Q10后，又返銷回中國，賺取高額利潤。因此，從蠶砂中提取高純度茄尼醇，有望彌補(bǔ)國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)輔酶Q10需求的巨大缺口。
將蠶砂“吃干榨盡”
記者注意到，當(dāng)前國內(nèi)蠶砂資源的開發(fā)利用主要集中在堆漚無害化肥料、生產(chǎn)生物有機(jī)肥、作為沼氣和食用菌栽培原料等方面。在王瑞看來，利用并不等于高值化，有機(jī)質(zhì)含量超過90%的蠶砂資源在動(dòng)物飼料、藥品、食品、化工等領(lǐng)域上的利用仍然存在巨大的可挖掘空間。
將蠶砂“吃干榨盡”，不僅涉及種植業(yè)、畜牧業(yè)，還與食品、藥品、生物等領(lǐng)域密切相關(guān)。因此，跨領(lǐng)域團(tuán)隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)顯得尤為重要。王瑞團(tuán)隊(duì)集成了眾多跨領(lǐng)域?qū)W者，將高精度提取分離技術(shù)的有機(jī)耦合視作破題的關(guān)鍵路徑。
王瑞團(tuán)隊(duì)從蠶砂中提取高純度植物醇與高純度茄尼醇只是其研究成果的縮影。經(jīng)過多年的潛心研發(fā)，團(tuán)隊(duì)還利用液液萃取與脫烴分子蒸餾技術(shù)耦合從蠶砂葉綠素提取的非皂化物中提取出一種高效、快速的植物生長促進(jìn)劑——高純度三十烷醇；通過膜分離技術(shù)和離子交換樹脂吸附分離技術(shù)耦合，從蠶砂中提純出可用作高效降糖藥物原料的高含量的1-脫氧野尻霉素；還采用分級(jí)膜分離技術(shù)和絮凝沉淀法從蠶砂加工廢水中提取出功能性葉蛋白和果膠。
高值化利用蠶砂，也離不開產(chǎn)學(xué)研合作。與王瑞團(tuán)隊(duì)同處于一座城市的山東藍(lán)墨生物科技有限公司，長期致力于從蠶砂中提取、制備功能性葉綠素，年處理蠶砂干品6000多噸。該企業(yè)與王瑞團(tuán)隊(duì)持續(xù)展開合作，將從蠶砂中榨取高純度植物醇、茄尼醇、三十烷醇、1-脫氧野尻霉素的技術(shù)落地應(yīng)用并將相關(guān)產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
對(duì)山東省濰坊市養(yǎng)蠶戶秦大明來說，前段時(shí)間遇到了頭疼事：冬季養(yǎng)蠶，在解決飼料和溫度問題之后，蠶砂即蠶糞該如何進(jìn)行高值化利用？可喜的是，在相關(guān)技術(shù)的加持下，這個(gè)問題得到了解決。
1月6日，科技日?qǐng)?bào)記者見到濰坊學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院副教授王瑞時(shí)，他正在實(shí)驗(yàn)室里忙活著。他的研究課題——“蠶砂高值化利用關(guān)鍵技術(shù)及功能性產(chǎn)品研發(fā)”正處于關(guān)鍵期。“通過我們的技術(shù)，廢棄蠶砂可以變身成為八個(gè)高附加值的新產(chǎn)品。”王瑞告訴記者。
蠶砂渾身都是寶
多年來，王瑞深耕于蠶砂的高值化利用領(lǐng)域。在一般人看來，蠶砂是養(yǎng)蠶的副產(chǎn)品，是廢棄物。但在王瑞看來，蠶砂不是垃圾，而是放錯(cuò)了地方的資源。
“從實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果來看，蠶砂蘊(yùn)含多種極具醫(yī)用價(jià)值的成分，如葉綠素、類胡蘿卜素、植物醇、茄尼醇、三十烷醇、果膠、葉蛋白等。”王瑞說，蠶砂風(fēng)干后甚至有藥用價(jià)值，可直接作為中草藥配劑。
在濰坊學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，王瑞團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一系列蠶砂高值化利用產(chǎn)品擺放于各式各樣的瓶罐之中，琳瑯滿目。其中不乏植物醇相關(guān)產(chǎn)品。植物醇因其顯著的抗菌、調(diào)節(jié)血脂、抗氧化、抗炎以及防曬護(hù)膚等功效而備受關(guān)注。
“蠶砂首先經(jīng)過乙醇多級(jí)逆流提取，可獲得葉綠素粗提物；隨后，利用堿性溶液對(duì)葉綠素粗提物進(jìn)行皂化處理，并通過低級(jí)性溶劑萃取得到非皂化物；采用柱層析分離技術(shù)對(duì)該部位進(jìn)行分級(jí)預(yù)處理后，合并富含植物醇的組分；最后再通過連續(xù)分子蒸餾技術(shù)實(shí)現(xiàn)植物醇的高純度提煉。”王瑞說，這是高純度植物醇的精制全過程。
此外，提取蠶砂中的茄尼醇也是王瑞團(tuán)隊(duì)研究的方向之一。
從蠶砂中提取葉綠素的過程中，往往會(huì)產(chǎn)生非皂化物。團(tuán)隊(duì)利用柱層析分離富集茄尼醇組分后，再采用制備液相色譜分離技術(shù)和重結(jié)晶等手段，制備高純度茄尼醇。據(jù)了解，茄尼醇是一種蠟狀白色固體，是合成輔酶Q10、維生素K2等暢銷原料藥的主要中間體。
“盡管我國是全球茄尼醇生產(chǎn)能力較強(qiáng)的國家之一，但輔酶Q10的產(chǎn)量卻極為有限。”王瑞說，許多國家大量從我國進(jìn)口茄尼醇粗品，加工成輔酶Q10后，又返銷回中國，賺取高額利潤。因此，從蠶砂中提取高純度茄尼醇，有望彌補(bǔ)國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)輔酶Q10需求的巨大缺口。
將蠶砂“吃干榨盡”
記者注意到，當(dāng)前國內(nèi)蠶砂資源的開發(fā)利用主要集中在堆漚無害化肥料、生產(chǎn)生物有機(jī)肥、作為沼氣和食用菌栽培原料等方面。在王瑞看來，利用并不等于高值化，有機(jī)質(zhì)含量超過90%的蠶砂資源在動(dòng)物飼料、藥品、食品、化工等領(lǐng)域上的利用仍然存在巨大的可挖掘空間。
將蠶砂“吃干榨盡”，不僅涉及種植業(yè)、畜牧業(yè)，還與食品、藥品、生物等領(lǐng)域密切相關(guān)。因此，跨領(lǐng)域團(tuán)隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)顯得尤為重要。王瑞團(tuán)隊(duì)集成了眾多跨領(lǐng)域?qū)W者，將高精度提取分離技術(shù)的有機(jī)耦合視作破題的關(guān)鍵路徑。
王瑞團(tuán)隊(duì)從蠶砂中提取高純度植物醇與高純度茄尼醇只是其研究成果的縮影。經(jīng)過多年的潛心研發(fā)，團(tuán)隊(duì)還利用液液萃取與脫烴分子蒸餾技術(shù)耦合從蠶砂葉綠素提取的非皂化物中提取出一種高效、快速的植物生長促進(jìn)劑——高純度三十烷醇；通過膜分離技術(shù)和離子交換樹脂吸附分離技術(shù)耦合，從蠶砂中提純出可用作高效降糖藥物原料的高含量的1-脫氧野尻霉素；還采用分級(jí)膜分離技術(shù)和絮凝沉淀法從蠶砂加工廢水中提取出功能性葉蛋白和果膠。
高值化利用蠶砂，也離不開產(chǎn)學(xué)研合作。與王瑞團(tuán)隊(duì)同處于一座城市的山東藍(lán)墨生物科技有限公司，長期致力于從蠶砂中提取、制備功能性葉綠素，年處理蠶砂干品6000多噸。該企業(yè)與王瑞團(tuán)隊(duì)持續(xù)展開合作，將從蠶砂中榨取高純度植物醇、茄尼醇、三十烷醇、1-脫氧野尻霉素的技術(shù)落地應(yīng)用并將相關(guān)產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
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